CN102347827A - 一种实现rlc层重传的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实现RLC层重传的方法及系统，包括发送端通过HARQ实体发送RLC数据，接收端接收RLC数据失败，通知发送端HARQ实体数据发送失败；发送端HARQ实体向发送端RLC实体上报数据发送失败，发送端RLC实体重新通过发送端HARQ实体发送失败发送的RLC数据。通过本发明发送端中HARQ实体与RLC实体间对HARQ传输失败的交互，有效地缩短了RLC层重传报文的时间，有效地缩短了HSPA、HSPA+、LTE网络中数据业务的时延，实现了RLC快速重传报文的功能，减小了因为无线丢包引入的时延抖动，同时提高了下载、上传业务吞吐率。

Description

一种实现RLC层重传的方法及系统

技术领域

本发明涉及无线通信系统中的自动重传技术，尤指一种实现RLC层重传的方法及系统。

背景技术

随着无线通讯技术的发展，对终端下载吞吐率的要求也越来越高。长期演进(LTE)网络中，明确要求下行吞吐率最高达到100Mbps，上行吞吐率最高达到50Mbps。

目前的文件下载，比如文件传输协议(FTP)下载，通常均采用传输控制协议(TCP)承载，TCP协议对传输时延非常敏感。而下载速率与传输时延成反比关系。由于无线网络传输时延(RTT)本身大于有线网络，RTT对下载速率的影响很大，如果可以有效缩短RTT，并减少由于丢包导致的时延抖动，可以有效提高TCP下载速率。

在高速分组接入(HSPA)和LTE网络中，采用无线链路控制(RLC)重传和混合自动重传请求(HARQ)双层机制来实现可靠传输。其中，在HSPA、HSPA+网络中，上行RLC、上行HARQ实体都存在于移动终端中，下行RLC实体存在于无线网络控制器(RNC)中，下行HARQ实体存在于基站(NodeB)中；在LTE网络中，上行RLC、上行HARQ实体都存在于移动终端中，下行RLC、下行HARQ实体都存在于演进基站(eNodeB)中。

在LTE和HSPA中，HARQ层支持快速的物理层重传，对于HARQ重传失败的数据，会通过RLC层重传来实现可靠传输。以HSPA下行为例，HARQ传输失败后，RLC的重传主要依赖于移动终端侧检测到下行RLC层丢包后(目前检测RLC层丢包的主要检测方法为检查接收报文序号是否连续)，向RNC发送RLC层非确认(NACK)，由RNC RLC层进行重传。现有技术中实现RLC重传的方法造成了RLC层重传时延较大，延长了分组域业务时延，以及降低了TCP层数据下载吞吐率。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种实现RLC层重传的方法及系统，能够快速实现RLC层重传，缩短分组域业务时延，提高TCP层数据下载吞吐量。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种实现RLC层重传的方法，包括：

发送端通过混合自动重传请求HARQ实体发送无线链路控制层RLC数据；接收端接收RLC数据失败，通知发送端HARQ实体数据发送失败；

发送端HARQ实体向发送端RLC实体上报数据发送失败，发送端RLC实体重新通过发送端HARQ实体发送失败发送的RLC数据。

所述发送端HARQ实体向发送端RLC实体上报数据发送失败包括：所述发送端HARQ实体通过消息告知RLC层传输失败的RLC报文序号集合。

所述消息为新增RLC报文HARQ发送失败消息。

所述发送端包括RNC和NodeB，RNC中包含有所述RLC实体，NodeB中包含有所述HARQ实体；

所述消息通过所述RNC与NodeB之间的Iub接口FP帧传输。

所述接收端接收RLC数据失败包括：

所述接收端HARQ实体向发送端HARQ实体返回不连续发送DTX响应，或非确认NACK响应。

在高速分组接入HSPA、HSPA+网络中，所述发送端为移动终端，接收端包括无线网络控制器RNC和基站NodeB；

或者，发送端包括RNC和NodeB，接收端为移动终端；

所述移动终端中包含有RLC实体和HARQ实体，所述RNC中包含有RLC实体，所述NodeB中包含有HARQ实体。

在长期演进LTE网络中，所述发送端为移动终端，所述接收端为演进基站eNodeB；

或者，所述发送端为eNodeB，所述接收端为移动终端；

所述移动终端中包含有RLC实体和HARQ实体，所述eNodeB中包含有RLC实体和HARQ实体。

一种实现RLC层重传的系统，包括发送端和接收端，其中，

发送端，用于通过HARQ实体发送RLC数据；发送端HARQ实体收到来自接收端的数据发送通知，向发送端RLC实体上报数据发送失败通知，发送端RLC实体重新通过发送端HARQ实体发送失败发送的RLC数据；

接收端，用于接收RLC数据失败，通知发送端HARQ实体数据发送失败。

在HSPA、HSPA+网络中，所述发送端为移动终端，接收端包括无线网络控制器RNC和基站NodeB；

或者，发送端包括RNC和NodeB，接收端为移动终端；

所述移动终端中包含有RLC实体和HARQ实体，所述RNC中包含有RLC实体，所述NodeB中包含有HARQ实体；

在LTE网络中，所述发送端为移动终端，所述接收端为演进基站eNodeB；

或者，所述发送端为eNodeB，所述接收端为移动终端；

所述移动终端中包含有RLC实体和HARQ实体，所述eNodeB中包含有RLC实体和HARQ实体。

从上述本发明提供的技术方案可以看出，包括发送端通过HARQ实体发送RLC数据，接收端接收RLC数据失败，通知发送端HARQ实体数据发送失败；发送端HARQ实体向发送端RLC实体上报数据发送失败，发送端RLC实体重新通过发送端HARQ实体发送失败发送的RLC数据。通过本发明发送端中HARQ实体与RLC实体间对HARQ传输失败的交互，有效地缩短了RLC层重传报文的时间，有效地缩短了HSPA、HSPA+、LTE网络中数据业务的时延，实现了RLC快速重传报文的功能，减小了因为无线丢包引入的时延抖动，同时提高了下载、上传业务吞吐率。

附图说明

图1为本发明实现TCP层重传的方法的流程图；

图2为本发明实现TCP层重传的系统的组成结构示意图；

图3为本发明HSPA系统中实现下行TCP层重传的实施例的流程示意图；

图4为本发明HSPA系统中实现上行TCP层重传的实施例的流程示意图；

图5为本发明LTE系统中实现下行TCP层重传的实施例的流程示意图；

图6为本发明LTE系统中实现上行TCP层重传的实施例的流程示意图。

具体实施方式

图1为本发明实现TCP层重传的方法的流程图，如图1所示，包括：

步骤100：发送端通过HARQ实体发送RLC数据。

本步骤的具体实现属于现有技术，是本领域技术人员惯用技术手段，这里不再赘述。

步骤101：接收端接收RLC数据失败，通知发送端HARQ实体数据发送失败。

在HSPA、HSPA+网络中，发送端为移动终端，接收端包括RNC和NodeB；或者，发送端包括RNC和NodeB，接收端为移动终端；

在LTE网络中，发送端为移动终端，接收端为eNodeB；或者，发送端为eNodeB，接收端为移动终端。

本步骤中，接收端接收RLC数据失败包括HARQ重传失败。

步骤102：发送端HARQ实体向发送端RLC实体上报数据发送失败，发送端RLC实体重新通过发送端HARQ实体发送失败发送的RLC数据。

本步骤中，HARQ实体通过消息告知RLC层传输失败的RLC报文序号集合，RLC实体在收到相关的失败RLC报文序号集合后，重传这些HARQ发送失败的RLC报文。本发明中，HARQ实体可以通过新增RLC报文HARQ发送失败消息，通知RLC实体重传HARQ传输失败的RLC数据。

通过本发明发送端中HARQ实体与RLC实体间对HARQ传输失败的交互，有效地缩短了RLC层重传报文的时间，有效地缩短了HSPA、HSPA+、LTE网络中数据业务的时延，实现了RLC快速重传报文的功能，减小了因为无线丢包引入的时延抖动，同时提高了下载、上传业务吞吐率。

以HSPA网络为例，为了限制上行方向状态报文流量，通常会配置相应的的RLC状态报文上报禁止定时器。假定下行RLC层状态上报禁止定时器设置为60ms，则采用本发明方法节省的平均时间＝1/2*60＝30ms。若考虑设备处理等影响，节省的时间会更多。

针对本发明方法，还提供一种实现TCP层重传的系统，如图2所示，包括发送端和接收端，其中，

发送端，用于通过HARQ实体发送RLC数据；发送端HARQ实体收到来自接收端的数据发送通知，向发送端RLC实体上报数据发送失败通知，发送端RLC实体重新通过发送端HARQ实体发送失败发送的RLC数据。

接收端，用于接收RLC数据失败，通知发送端HARQ实体数据发送失败。

在HSPA、HSPA+网络中，发送端为移动终端(包含RLC实体和HARQ实体)，接收端包括RNC(包含RLC实体)和NodeB(包含HARQ实体)；或者，发送端包括RNC(包含RLC实体)和NodeB(包含HARQ实体)，接收端为移动终端(包含RLC实体和HARQ实体)；

在LTE网络中，发送端为移动终端(包含RLC实体和HARQ实体)，接收端为eNodeB(包含RLC实体和HARQ实体)；或者，发送端为eNodeB(包含RLC实体和HARQ实体)，接收端为移动终端(包含RLC实体和HARQ实体)。

下面结合实施例对本发明方法进行详细描述。

图3为本发明HSPA系统中实现下行TCP层重传的实施例的流程示意图，如图3所示，HSPA系统中下行RLC快速重传过程包括以下步骤：

步骤300：RNC下发RLC数据给NodeB，RLC序号为分组数据单元1(PDU1)，...，PDU N。

步骤301：NodeB收到RLC数据后，通过媒体接入控制(MAC)层HARQ实体发送给UE。

步骤302：如果UE解调高速下行链路共享信道的共享控制信道(HS-SCCH)失败，返回不连续发送(DTX)；或者，如果UE解调HS-SCCH成功，解调高速物理下行链路共享信道(HS-PDSCH)失败，返回NACK。

步骤303：NodeB收到NACK或DTX后，进行HARQ数据重发，如果重发次数达到最大次数后仍未收到终端上报的HARQ ACK，此时，表示HARQ数据发送失败。

步骤304：NodeB在HARQ数据发送失败后，通过RNC与NodeB之间的Iub接口FP帧或其它方式的消息(如新增HARQ发送失败消息)形式，通知RNC，HARQ发送失败的RLC PDU序号PDU1，...，PDU N。

步骤305：RNC收到NodeB的HARQ发送失败消息后，对失败消息中指出的RLC PDU进行RLC层重发。

步骤306：NodeB收到重发的RLC数据后，进行二次HARQ发送。

步骤307：UE成功接收HARQ数据后，给NodeB反馈HARQ ACK消息。

步骤308：同时，UE将成功接收的HARQ数据投递给UE侧RLC层(即UE的RLC实体)。

步骤309：UE侧RLC层给RNC RLC层(即位于RNC中的RLC实体)回复ACK消息。

图4为本发明HSPA系统中实现上行TCP层重传的实施例的流程示意图，如图4所示，HSPA系统中上行RLC快速重传过程包括以下步骤：

步骤400：UE侧RLC实体发送RLC数据给UE侧HARQ实体，RLC序号为PDU1，...，PDU N。

步骤401：UE侧HARQ实体收到RLC数据后，通过MAC层HARQ实体发送给NodeB。

步骤402：假设NodeB解调失败，返回DTX或者NACK给UE。

步骤403：UE收到NACK或DTX后，进行HARQ数据重发，如果重发次数达到最大次数后仍未收到NodeB下发的HARQ ACK，此时，表示HARQ数据发送失败。

上述步骤400～步骤403的具体实现属于本领域技术人员公知技术，这里不再详述。

步骤404：UE MAC实体在HARQ数据发送失败后，将HARQ发送失败的RLC PDU序号PDU1，...，PDU N，通知给UE侧RLC实体。

通过本步骤，发送端HARQ实体将HARQ数据发送失败通过消息通知给了发送端RLC实体，而且发送端RLC实体从通知中也获知了RLC PDU序号。

步骤405：UE侧RLC实体对HARQ发送失败的RLC PDU进行RLC层重发。本步骤中，发送端RLC实体在收到相关的失败RLC报文序号集合后，直接重传这些HARQ发送失败的RLC报文。

步骤406：UE侧HARQ实体收到重发RLC数据后，进行二次HARQ发送。

步骤407：NodeB成功接收HARQ数据后，给UE反馈HARQ ACK消息。

步骤408：NodeB将成功接收的HARQ数据投递给RNC侧RLC层。

步骤409：RNC RLC层给UE RLC层回复ACK消息。

上述步骤406～步骤409的具体实现属于本领域技术人员公知技术，这里不再详述。

图5为本发明LTE系统中实现下行TCP层重传的实施例的流程示意图，如图5所示，LTE系统中下行RLC快速重传过程包括以下步骤：

步骤500：eNodeB侧RLC实体发送RLC数据给HARQ实体，RLC序号为PDU1，...，PDU N。

步骤501：eNodeB侧HARQ实体收到RLC数据后，通过MAC层HARQ实体发送给UE。

步骤502：假设UE解调失败，向eNodeB返回DTX或者NACK。

步骤503：eNodeB收到NACK或DTX后，进行HARQ数据重发，如果重发次数达到最大次数后仍未收到UE发送的HARQ ACK，此时，表示HARQ数据发送失败。

步骤504：eNodeB MAC实体在HARQ数据发送失败后，通知eNodeB侧RLC实体HARQ发送失败的RLC PDU序号PDU1，...，PDU N。

步骤505：eNodeB侧RLC实体对HARQ发送失败的RLC PDU进行RLC层重发。

步骤506：eNodeB侧HARQ实体收到重发数据后，进行二次HARQ发送。

步骤507：UE成功接收HARQ数据后，给eNodeB反馈HARQ ACK消息。

步骤508：UE将成功接收的HARQ数据投递给UE侧RLC层。

步骤509：UE RLC层给eNodeB RLC层回复ACK消息。

图6为本发明LTE系统中实现上行TCP层重传的实施例的流程示意图，如图6所示，LTE系统中上行RLC快速重传过程包括以下步骤：

步骤600：UE侧RLC实体发送RLC数据给HARQ实体，RLC序号为PDU1，...，PDU N。

步骤601：UE侧HARQ实体收到RLC数据后，通过MAC层HARQ实体发送给UE。

步骤602：假设eNodeB解调失败，向UE返回DTX或者NACK。

步骤603：UE收到NACK或DTX后，进行HARQ数据重发，如果重发次数达到最大次数后仍未收到eNodeB发送的HARQ ACK，此时，表示HARQ数据发送失败。

步骤604：UE MAC实体在HARQ数据发送失败后，通知UE侧RLC实体HARQ发送失败的RLC PDU序号PDU1，...，PDU N。

步骤605：UE侧RLC实体对HARQ发送失败的RLC PDU进行RLC层重发。

步骤606：UE侧HARQ实体收到重发数据后，进行二次HARQ发送。

步骤607：eNodeB成功接收HARQ数据后，给UE反馈HARQ ACK消息。

步骤608：eNodeB将成功接收的HARQ数据投递给eNodeB侧RLC层。

步骤609：eNodeB RLC层给UE RLC层回复ACK消息。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种实现RLC层重传的方法，其特征在于，包括：

发送端通过混合自动重传请求HARQ实体发送无线链路控制层RLC数据；接收端接收RLC数据失败，通知发送端HARQ实体数据发送失败；

发送端HARQ实体向发送端RLC实体上报数据发送失败，发送端RLC实体重新通过发送端HARQ实体发送失败发送的RLC数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发送端HARQ实体向发送端RLC实体上报数据发送失败包括：所述发送端HARQ实体通过消息告知RLC层传输失败的RLC报文序号集合。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述消息为新增RLC报文HARQ发送失败消息。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述发送端包括RNC和NodeB，RNC中包含有所述RLC实体，NodeB中包含有所述HARQ实体；

所述消息通过所述RNC与NodeB之间的Iub接口FP帧传输。

5.根据权利要求1～4任一项所述的方法，其特征在于，所述接收端接收RLC数据失败包括：

所述接收端HARQ实体向发送端HARQ实体返回不连续发送DTX响应，或非确认NACK响应。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在高速分组接入HSPA、HSPA+网络中，所述发送端为移动终端，接收端包括无线网络控制器RNC和基站NodeB；

或者，发送端包括RNC和NodeB，接收端为移动终端；

所述移动终端中包含有RLC实体和HARQ实体，所述RNC中包含有RLC实体，所述NodeB中包含有HARQ实体。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在长期演进LTE网络中，所述发送端为移动终端，所述接收端为演进基站eNodeB；

或者，所述发送端为eNodeB，所述接收端为移动终端；

所述移动终端中包含有RLC实体和HARQ实体，所述eNodeB中包含有RLC实体和HARQ实体。

8.一种实现RLC层重传的系统，其特征在于，包括发送端和接收端，其中，

发送端，用于通过HARQ实体发送RLC数据；发送端HARQ实体收到来自接收端的数据发送通知，向发送端RLC实体上报数据发送失败通知，发送端RLC实体重新通过发送端HARQ实体发送失败发送的RLC数据；

接收端，用于接收RLC数据失败，通知发送端HARQ实体数据发送失败。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，在HSPA、HSPA+网络中，所述发送端为移动终端，接收端包括无线网络控制器RNC和基站NodeB；

或者，发送端包括RNC和NodeB，接收端为移动终端；

所述移动终端中包含有RLC实体和HARQ实体，所述RNC中包含有RLC实体，所述NodeB中包含有HARQ实体；

在LTE网络中，所述发送端为移动终端，所述接收端为演进基站eNodeB；

或者，所述发送端为eNodeB，所述接收端为移动终端；

所述移动终端中包含有RLC实体和HARQ实体，所述eNodeB中包含有RLC实体和HARQ实体。

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